(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の主面に互いに沿うようにかつ全体としてサーペンタイン状に延びるように形成され、反応ガスが通流する複数のガス流路溝からなる流路溝群と、
サーペンタイン状の流路溝群のうちの直線部のみに設けられ、隣り合う前記ガス流路溝の部分同士を連通する連通溝と、を有し、
前記連通溝は、前記ガス流路溝より浅く形成され、かつ前記ガス流路溝を仕切るリブの一部を欠いて形成されており、
前記連通溝によって互いに連通されていない状態において前記流路溝群に反応ガスを流した場合に、前記反応ガスの圧力が異なることとなる前記ガス流路溝の部分同士を連通する位置に、前記連通溝が形成されている、セパレータ板。
【請求項２】
前記流路溝群の幅方向の一端に位置する前記ガス流路溝からその他端に位置する前記ガス流路溝まで、順次、前記ガス流路溝が前記連通溝によって連通されている、請求項１記載のセパレータ板。
【請求項３】
前記連通溝を形作る壁面の表面エネルギーが前記ガス流路溝を形作る壁面の表面エネルギーより小さい請求項１または２に記載のセパレータ板。
【請求項４】
前記連通溝を形作る壁面の表面エネルギーは７０μＮ／ｍｍ以下である請求項３記載のセパレータ板。
【請求項５】
前記連通溝は複数形成され、前記ガス流路溝および前記連通溝からなる溝パターンが、前記セパレータ板の厚み方向から見て格子状構造である請求項１乃至４の何れかに記載のセパレータ板。
【請求項６】
前記複数のガス流路溝にそれぞれ独立に反応ガスを導くよう、前記ガス流路溝に接続されたガス導入マニフォールド孔と、
前記複数のガス流路溝からそれぞれ独立に反応ガスを排出するよう、前記ガス流路溝に接続されたガス排出マニフォールド孔と、を有し、
前記ガス排出マニフォールド孔に接続するガス流路溝の本数は、前記ガス導入マニフォールド孔に接続するガス流路溝の本数よりも少ない請求項１乃至５の何れかに記載のセパレータ板。
【請求項７】
アノードセパレータ板と、カソードセパレータ板と、前記アノードセパレータ板と前記カソードセパレータ板との間に配置されている膜電極接合体と、を有しており、
請求項１乃至６のうちの何れかに１項に記載されたセパレータ板が前記アノードセパレータ板および前記カソードセパレータ板として組み込まれており、
前記アノードセパレータ板に供給される前記反応ガスが還元剤ガスであり、前記カソードセパレータ板に供給される前記反応ガスが酸化剤ガスである、燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池用のセパレータ板および燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
まず初めに、従来の高分子電解質型燃料電池（以下、必要に応じて「ＰＥＦＣ」という）の構成を概説する。
【０００３】
ＰＥＦＣは、水素が含有された燃料ガスと空気等の酸素が含有された酸化剤ガスとを燃料電池セルにおいて電気化学反応させることにより、電力と熱とを同時に発生させる熱電併給装置である。
【０００４】
この燃料電池は、ＭＥＡと称される膜電極接合体（membrane electrode assembly）を有している。このＭＥＡの構造の一例としては、水素イオンを選択的に輸送する高分子電解質膜の両面に、白金等の触媒能を有する金属を担持させたカーボン粉末を主成分とする触媒反応層（ガス拡散電極）が配置され、この触媒反応層の外側に燃料ガスや酸化剤ガス（発電用の反応ガス）の通気性および電子伝導性を併せ持つガス拡散層（ガス拡散電極）が配置されている。
【０００５】
そして、ＭＥＡの両面周縁部に、ガスリークおよびガス混合防止用のガスケット（ガスシール材）が設けられるようにして、このＭＥＡは、一対のアノードセパレータ板およびカソードセパレータ板からなる導電性セパレータ板に挟まれている。
【０００６】
このようなＭＥＡとガスシール材とセパレータ板とを重ね、一対の導電性セパレータ板の間にあるＭＥＡの単位を概ね１０〜２００段積層した後、これらの各部材が、集電板と絶縁板を介して端板で挟まれて、締結ボルトで両端から固定されている。
【０００７】
ところで、このような各セパレータ板には、燃料電池に供給された反応ガスを通すガス導入マニフォールド孔と、燃料電池の発電に使用されなかった残りの反応ガスおよび電極で起こる電気化学反応により生成した生成水等の気液混合流体を通すガス排出マニフォールド孔が設けられている。
【０００８】
また、ＭＥＡと接触する、セパレータ板の表面には、ＭＥＡのガス拡散電極に反応ガスを導くとともに生成水およびオフガスの気液混合流体を運ぶ役目を果たす複数のガス流路溝が形成され、当該ガス流路溝は、ガス導入マニフォールド孔とガス排出マニフォールド孔との間を蛇行するようにつなぐ、所謂サーペンタイン状に形成されている。
【０００９】
なお反応ガスを流すガス流路は、セパレータ板と別体にして設けることも可能ではあるが、一般的には、上述のとおり、セパレータ板の表面にセパレータ板と一体に複数の凹部（溝）と複数の凸部（リブ）からなる凹凸パターンを形成して、この凹凸パターンの凹状の溝を当該ガス流路として使用している。
【００１０】
このようなサーペンタイン状の複数のガス流路溝を形成することにより、ガス導入マニフォールド孔とガス排出マニフォールド孔との間のガス流路抵抗を低減でき好適である。なお、サーペンタイン状のガス流路溝を備えたセパレータ板は、既に多くの文献に公表されている（例えば、特許文献１の図１１や特許文献３の図４参照）。
【００１１】
ところで、セパレータ板の各ガス流路溝は、通常、セパレータ板の表面に形成された凹凸パターンの凹部とＭＥＡの多孔質膜としてのガス拡散電極の表面により区画された略矩形状の断面を有する閉空間になっている。
【００１２】
そうすると、サーペンタイン状に形成されたガス流路溝の流路長が、隣り合うガス流路溝間で相違する部分が必然的に存在することから、このような箇所では、隣り合うガス流路溝間にガス拡散電極を介したガス移動（透過）を起こす圧力差が生まれる。
【００１３】
そして、このようなガス流路溝間のガス移動が一定レベルを超えると、ガス流路溝間のガス流量のバラツキによる、ＭＥＡへの均一な反応ガス供給に支障をきたす場合がある。また、ガス流路溝間のガス流量バラツキによるガス流量不足をきたしたガス流路溝は、燃料電池の電気化学反応による生成水や反応ガス中の水蒸気凝縮水（以下、これらを「結露水」として略す）の排出能力低下から流路抵抗増大を招き、これにより、上記ガス移動が更に助長され、最終的にはフラッディングを生じて反応ガスの欠乏による電圧降下現象が発生する可能性もある。
【００１４】
なお、上述のフラッディングは、ガス拡散電極（例えば触媒層内のガス拡散パスとなる細孔）が、水滴により閉塞する現象（ガス拡散電極内のフラッディング）とは異なる、セパレータ板における水滴によるガス流路溝内の閉塞の現象を指す。
【００１５】
このため、サーペンタイン状のガス流路溝を備えたセパレータ板には、複数のガス流路溝間の反応ガスの流量バラツキおよびガス圧力差を適切に改善することを目的として、サーペンタイン状のガス流路溝を適宜分割する等の様々な検討がなされている。
【００１６】
例えば、複数のガス流路溝間の反応ガス流量バラツキや反応ガス圧力差を均一にする目的で、ガス流路溝のターン部にガス流路溝を格子状に区画した格子状突起パターンを設けたセパレータ板がある（従来例としての特許文献２参照）。
【００１７】
また、複数のガス流路溝の間を、連通溝により連通させることにより、複数のガス流路溝間の反応ガス流量バラツキや反応ガス圧力差の平準化を図ったセパレータ板もある（従来例としての特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２０００−１００４５８号公報
【特許文献２】特開２０００−１６４２３０号公報
【特許文献３】特開２００４−２２０９５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
上記従来例に記載のセパレータ板では、一見すると、複数のガス流路溝間のガス圧力差やガス流量バラツキが格子状突起パターンや連通溝において均一化され、これにより、ガス流路溝間の反応ガスの流量バラツキおよび圧力差の平準化が図れることから上記フラッディングを適切に防止できると感じられる。
【００１９】
しかし、本件発明者等は、これらの従来例のフラッディング防止用ガス流路溝の構成には、反応ガスおよび結露水からなる気液２相流体の水滴の挙動について重大な見落乃至見誤があると考えている。
【００２０】
例えば、特許文献２に記載の上下左右に並ぶように配置された格子状の突起パターンは、上述のとおり、複数のガス流路溝間を流れる反応ガスの圧力差や流量バラツキの平準化を図る目的により形成されている。
【００２１】
しかしながら、燃料電池スタック内の結露水の水滴は、例えば結露水水滴の自重力や結露水水滴の回り込みの慣性力によって、格子状の突起間をすり抜け容易であると推定されることから、ターン部の反応ガス周方向において下方のガス流路溝付近に結露水が集中し易く、その結果として、当該ガス流路溝が結露水による水分過多となり、ガス拡散を阻害されることにより燃料電池の性能を下げるというフラッディングに陥り易いと懸念される。
【００２２】
同様に、特許文献３に記載のガス流路溝間をつなぐ連通溝は、これらのガス流路溝間を流れる反応ガスの圧力差やガス流量バラツキの平準化を図る目的により形成されている。
【００２３】
しかしながら、燃料電池スタック内の結露水の水滴は、例えば結露水水滴の自重力によって、このような連通溝を通過容易であると推定されることから、下方のガス流路溝付近に結露水が集中し易く、その結果として、当該ガス流路溝が結露水による水分過多となり、ガス拡散を阻害されることにより燃料電池の性能を下げるというフラッディングに陥り易いと懸念される。
【００２４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ガス流路溝内の水分過多によるフラッディングを適切かつ充分に抑制できる燃料電池用のセパレータ板および燃料電池を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
まず、本件発明者等は、従来例に記載のガス流路溝設計に倣ったセパレータ板による結露水の水滴の挙動について流体解析シミュレーション技術を用いて分析した。なおここでは、特許文献２に記載のセパレータ板をモデル化した。以下、その内容を述べる。
＜解析シミュレータ＞
本流体シミュレーションは、熱流体解析汎用ソフトウェア『米国ｆｌｕｅｎｔ社製の熱流体解析ソフト；「ＦＬＵＥＮＴ」（登録商標）、バージョン：６．２．１６』を使用して実行された。
【００２６】
なお、このＦＬＵＥＮＴ（登録商標）では、有限体積法と称される離散化手法が使用されており、解析対象領域を所定の要素（メッシュ）からなる細かい空間に区分して、これらの微細な要素間で授受される流体のつりあいを元に、流体の流れを支配する一般的な方程式を解いて、その結果が収束する迄、コンピュータによる反復演算がなされている。
＜解析モデル＞
特許文献２の図３に記載されたガス流路溝構造（格子状突起パターン）を基にして、コンピュータ上に解析モデルを作成した。但し、特許文献２の図３に記載のガス流路溝の詳細な設計スペックをこの記載内容から窺い知ることは不可能であること、および、飽くまで格子状突起パターンにおける結露水水滴の定性的な挙動分析に解析の主眼があること、を勘案して、この解析モデルの形状（ガス流路溝の本数や格子状突起パターンの形状や個数等）は、解析シミュレーションによる結露水水滴挙動の定性的傾向を適正に担保可能と見做される範囲内で、モデル作成簡素化を図る観点から改変されている。なお、ここでは、メッシュ分割した解析モデルの図示は省略する。
【００２７】
また、上記解析モデルの解析条件（境界条件等）としては、基本的には燃料電池の定格運転時の各種データが採用されている。例えば、結露水と反応ガスの混合割合を１：１とした気液２相流体（流速：２．３４ｍ／ｓ）が流入条件として入力され、表面張力（７．３×１０-2Ｎ／ｍ）が水物性データとして入力され、接触角（例えば０．１°）が、結露水およびセパレータ板の物性乃至表面データとして入力されている。また、流体の流出条件には、圧力（例えば９２７．３３Ｐａ）および圧力損失係数（例えば４．５４６×１０9／ｍ2；但し、下流側の流路抵抗増加相当分として下流側の溝を上流側に対し、４０ｍｍ延長している）が採用されている。更に、気液２相流体の流速に対して壁面はノンスリップとして取り扱われている。
＜解析結果＞
図８は、コンピュータ上に出力された解析結果例を解析モデルとともに模写した図である。
【００２８】
すなわち、図８には、特許文献２の図３に記載のガス流路溝設計に準拠した解析モデルについて、気液２相流体の流れが定常状態に到達した時点の結露水（黒色）と反応ガス（無色）の分布状態が描かれている。
【００２９】
本解析結果によれば、下流側のガス流路溝の一部、例えば下流側最下段のガス流路溝に、慣性力によりターン部の周方向に回り込みながら結露水が多めに流れ込み、当該最下段のガス流路溝が結露水により閉塞されつつある様子が可視化されている。これにより、格子状突起の間をすり抜けて下流側最下段のガス流路溝に結露水が至りこのガス流路溝が結露水による水分過多となるというフラッディングの現象が、本解析結果により再現された。なお、このような解析結果の妥当性は、後述の試作品実験に基づく燃料電池の電圧降下現象から検証されている。
【００３０】
よって、第１の本発明は、このような解析結果による知見を契機にして案出されたものであり、一方の主面に互いに沿うようにかつ全体としてサーペンタイン状に延びるように形成され、反応ガスが通流する複数のガス流路溝からなる流路溝群と、
サーペンタイン状の流路溝群のうちの直線部のみに設けられ、隣り合う前記ガス流路溝の部分同士を連通する連通溝と、
を有し、
前記連通溝は、前記ガス流路溝より浅く形成され、かつ前記ガス流路溝を仕切るリブの一部を欠いて形成されており、前記連通溝によって互いに連通されていない状態において前記流路溝群に反応ガスを流した場合に、前記反応ガスの圧力が異なることとなる前記ガス流路溝の部分同士を連通する位置に、前記連通溝が形成されている、セパレータ板を提供する。
【００３１】
このように連通溝をガス流路溝より浅く形成したことにより、連通溝を介して隣り合うガス流路溝間の反応ガスの通気を可能にする一方、このような隣り合うガス流路溝間の結露水の水滴の通過を抑止可能である。このため、ガス流路溝間を流れる反応ガスの圧力差やガス流量バラツキの平準化を図れるとともに、ガス流路溝の結露水の集中によるフラッディングが適切かつ充分に抑制できる。
【００３２】
なお、前記流路溝群の幅方向の一端に位置する前記ガス流路溝からその他端に位置する前記ガス流路溝まで、順次、前記ガス流路溝が前記連通溝によって連通されても良い。
【００３４】
これにより、燃料電池スタックの運転時に、積極的に連通溝に反応ガスの流れを生じせしめ、反応ガスの流れにより連通溝内の結露水の水滴を速やかにガス流路溝に排出させて連通溝内の水滴の滞留を抑止することできる。
【００３５】
また、前記連通溝を形作る壁面の表面エネルギーが前記ガス流路溝を形作る壁面の表面エネルギーより小さくしても良く、例えば、前記連通溝を形作る壁面の表面エネルギーは７０μＮ／ｍｍ以下であっても良い。
【００３６】
このように連通溝壁面に撥水性発現処理を行うことにより、連通溝内で生成された結露水の水滴が成長して、これが連通溝壁面に接触しても液滴状態に保たれ、このような結露水の水滴は、連通溝を流れる反応ガスにより容易に排出され、その結果として、連通溝の結露水成長による閉塞が、上記水滴の滞留抑止効果と相俟ってより効果的に改善される。
【００３７】
また、  前記連通溝は複数形成され、前記ガス流路溝および前記連通溝からなる溝パターンが、前記セパレータ板の厚み方向から見て格子状構造であっても良い。
【００３８】
このように連通溝およびガス流路溝からなる溝パターンを格子状構造にすることにより、連通溝を経由して、ガス流路溝に至る反応ガスは、ガス流路溝の反応ガス流れ方向に対し交差することから、各ガス流路溝間の反応ガスの混合促進が図れる。
【００３９】
更に、前記複数のガス流路溝にそれぞれ独立に反応ガスを導くよう、前記ガス流路溝に接続されたガス導入マニフォールド孔と、
前記複数のガス流路溝からそれぞれ独立に反応ガスを排出するよう、前記ガス流路溝に接続されたガス排出マニフォールド孔と、
を有し、
前記ガス排出マニフォールド孔に接続するガス流路溝の本数は、前記ガス導入マニフォールド孔に接続するガス流路溝の本数よりも少なくしても良い。
【００４０】
ガス流路溝の本数は、ガス流路溝を流れる際の反応ガス発電消費量を勘案して、ガス流路溝の各部位の反応ガスの流速が、結露水の水滴排出に適した速度となり、かつ互いに一致するように決定されている。このような構成により、反応ガスのガス拡散電極への面内供給均一化が図れると共に、反応ガスから分離した結露水の、反応ガスによる排水性能が、反応ガス量が少なくかつ結露水の溜まり易い下流側（ガス排出マニフォールド孔近傍）においても適正に確保され好適である。
【００４１】
また、第２の本発明は、アノードセパレータ板と、カソードセパレータ板と、前記アノードセパレータ板と前記カソードセパレータ板との間に配置されている膜電極接合体と、を有しており、
上述のセパレータ板が前記アノードセパレータ板および前記カソードセパレータ板として組み込まれており、
前記アノードセパレータ板に供給される前記反応ガスが還元剤ガスであり、前記カソードセパレータ板に供給される前記反応ガスが酸化剤ガスである、燃料電池を提供する。
【００４２】
本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。
【発明の効果】
【００４３】
本発明によれば、ガス流路溝内の水分過多によるフラッディングを適切かつ充分に抑制できる燃料電池用のセパレータ板および燃料電池が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。
【００４５】
図１は、本発明の一実施形態の燃料電池を分解して燃料電池スタックの構成を模式的に示した斜視図である。図１に示す如く、燃料電池スタック１００は、複数の矩形かつ板状の燃料電池１０を積層して構成されている。
【００４６】
なお、燃料電池スタック１００の両端には、集電板（不図示）および絶縁板（不図示）とともに端板４０が取り付けられ、燃料電池１０は互いに両端板４０から、燃料電池１０の四隅のボルト孔４を挿通する締結ボルト（図示せず）とナット（図示せず）とで締結されている。ここでは、燃料電池１０は、例えば６０段積層されている。
【００４７】
燃料電池１０のＭＥＡ１は、高分子電解質膜６の両面の中央部に、矩形のガス拡散電極５（触媒反応層およびガス拡散層）の対を設けて構成されている。そして、燃料電池１０は、カーボンを主材料とする導電性のセパレータ板２、３の対を有し、ＭＥＡ１の周縁部６ａに、矩形かつ環状のガスケット（図示せず）が配設され、このガスケットとＭＥＡ１のガス拡散電極５とが、この導電性のセパレータ板（具体的にはアノードセパレータ板２およびカソードセパレータ板３）の対により挟まれてなる。なお、ＭＥＡ１の構成は公知であり、ここではその詳細な説明は省略する。
【００４８】
アノードセパレータ板２の表面（おもて面；一方のガス拡散電極５と当接する主面）に、燃料ガス（反応ガスのうちアノードに供給される還元剤ガスを含むガス）が通流する燃料ガス流路領域１０１が画成されている。
【００４９】
この燃料ガス流路領域１０１は、燃料ガスを均等に分配して均一流速で流すための複数の帯状の燃料ガス流路溝からなる流路溝群としての燃料ガス流路溝の集合体２１を備えて構成されている。
【００５０】
また、カソードセパレータ板３の表面（おもて面；他方のガス拡散電極５と当接する主面）に、酸化剤ガス（反応ガスのうちカソードに供給される酸化剤ガスを含むガス）が通流する酸化剤ガス流路領域１０２が画成されている。
【００５１】
この酸化剤ガス流路領域１０２は、酸化剤ガスを均等に分配して均一流速で流すための複数の帯状の酸化剤ガス流路溝からなる流路溝群としての酸化剤ガス流路溝の集合体３１を備えて構成されている。
【００５２】
また、これらの両セパレータ板２、３およびＭＥＡ１の周縁部６ａには、これらを貫通するようにして、燃料ガスを導入および排出するための一対の燃料ガス導入または燃料ガス排出マニフォールド孔１２Ａ、１２Ｂおよび酸化剤ガスを導入および排出するための一対の酸化剤ガス導入または酸化剤ガス排出マニフォールド孔１３Ａ、１３Ｂ並びに冷却水を導入および排出するための一対の冷却水導入および冷却水排出マニフォールド孔１４Ａ、１４Ｂが設けられている。
【００５３】
そして、燃料電池１０が積層された形態では、これらの孔１２Ａ、１２Ｂ、１３Ａ、１３Ｂ、１４Ａ、１４Ｂ等は順に繋がり、これにより燃料電池スタック１００の積層方向（ねじ締結方向）に延びる、楕円柱状の一対の燃料ガス導排出マニフォールドおよび楕円柱状の一対の酸化剤ガス導排出マニフォールド並びに楕円柱状の一対の冷却水導排出マニフォールドが形成されることになる。
【００５４】
ここで、燃料ガス流路領域１０１の複数の燃料ガス流路溝は、燃料ガス導入マニフォールド孔１２Ａと燃料ガス排出マニフォールド孔１２Ｂとにそれぞれ独立に接続され、両マニフォールド孔１２Ａ、１２Ｂの間を結び、アノードセパレータ板２の表面に互いに沿うよう全体としてサーペンタイン状にアノードセパレータ板２の表面に形成されている。
【００５５】
これにより、燃料ガス導入マニフォールドを流れる燃料ガスの一部が、各アノードセパレータ板２の燃料ガス導入マニフォールド孔１２Ａから燃料ガス流路領域１０１に導かれる。こうして導かれた燃料ガスは、燃料ガス流路領域１０１を流れる間に、ＭＥＡ１において消費される。ここで消費されなかった燃料ガスは、燃料ガス流路領域１０１から各アノードセパレータ板２の燃料ガス排出マニフォールド孔１２Ｂに流出し、燃料ガス排出マニフォールドを流れて燃料電池スタック１００の外部に排出される。
【００５６】
また、酸化剤ガス流路領域１０２の複数の酸化剤ガス流路溝は、酸化剤ガス導入マニフォールド孔１３Ａと酸化剤ガス排出マニフォールド１３Ｂとにそれぞれ独立に接続され、両マニフォールド孔１３Ａ、１３Ｂの間を結び、カソードセパレータ板３の表面に互いに沿うよう全体としてサーペンタイン状にカソードセパレータ板３の表面に形成されている。
これにより、酸化剤ガス導入マニフォールドを流れる酸化剤ガスの一部が、各カソードセパレータ板３の酸化剤ガス導入マニフォールド孔１３Ａから酸化剤ガス流路領域１０２に導かれる。こうして導かれた酸化剤ガスは、酸化剤ガス流路領域１０２を流れる間に、ＭＥＡ１において消費される。ここで消費されなかった酸化剤ガスは、酸化剤ガス流路領域１０２から各カソードセパレータ板３の酸化剤ガス排出マニフォールド孔１３Ｂに流出し、酸化剤ガス排出マニフォールドを流れて燃料電池スタック１００の外部に排出される。
【００５７】
なお、燃料電池１０の温度を適温に保つための冷却水は、一対の冷却水導排出マニフォールドを介してカソードセパレータ板３の裏面（上記表面の反対面）設けられた複数の冷却水溝（図示せず）を流れるが、ここでは冷却水の通流構造の詳細な説明は省く。
【００５８】
次に、カソードセパレータ板３に配設された酸化剤ガス流路領域１０２の構成について図面を参照して詳しく述べる。
【００５９】
なおここでは、燃料電池スタック１００の発電による水量が相対的に多く流れるカソードセパレータ板３を例にして、本実施形態によるフラッディング抑制の構成例を述べるが、勿論、以下に述べる設計技術は、燃料電池スタック１００のアノードセパレータ板２についても適用可能である。但し、アノードセパレータ板２の構成は、以下に述べるカソードセパレータ板３の説明を参酌することにより容易に理解できることから、ここでは省略する。
【００６０】
図２は、本実施形態によるカソードセパレータ板の表面を示した図であり、図３は、図２のＡ領域の、リブに形成された連通溝および酸化剤ガス流路溝について斜め方向から模式的に描いた拡大図である。
【００６１】
なお図２（図５および図７も同じ）において、「上」、「下」という文言は、それぞれ、カソードセパレータ板３を組み込んだ燃料電池スタック１００の設置状態における「上方向」、「下方向」を示し、図２（図５および図７も同じ）において、「第１の側」および「第２の側」という文言は、それぞれ、カソードセパレータ板３を組み込んだ燃料電池スタック１００の設置状態における「右又は左方向」、「左又は右方向」を示す。
【００６２】
また、図２（図５および図７の同じ）では、図示を簡素化する観点から、酸化剤ガス流路領域１０２の内部構成要素および燃料ガス導入および燃料ガス排出マニフォールド孔１２Ａ、１２Ｂ並びに酸化剤ガス導入および排出マニフォールド孔１３Ａ、１３Ｂ以外の構成要素の図示を省いている。
【００６３】
カソードセパレータ板３のガス拡散電極５に当接する電極当接領域２０１内の、カソードセパレータ板３の酸化剤ガス流路領域１０２には、４列の酸化剤ガス流路溝３５および各酸化剤ガス流路溝３５を仕切る３列のリブ（隔壁）３６が酸化剤ガス流れ方向に直交する断面から見て略正方形に形成されている。
【００６４】
なお、これらの酸化剤ガス流路溝３５は、カソードセパレータ板３の表面の溝形成領域を、一定の深さＨ（図３参照）に亘って削ることにより形成され、カソードセパレータ板３の表面からこの酸化剤ガス流路溝３５に相当する領域を削ったことにより、それらの間に削られないで残った部分が、リブ３６になる。
【００６５】
このため、リブ３６の頂面３７（図３参照）は、カソードセパレータ板３の表面と同一面内に位置している。要するに、この酸化剤ガス流路溝３５が、酸化剤ガスを流す領域として機能し、カソードセパレータ板３の表面およびリブ３６が、ガス拡散電極５を支持する支持部として機能する。
【００６６】
また、４列の酸化剤ガス流路溝３５および３列のリブ３６は共に、図２に示す如く、その幅方向において均等なピッチＳおよび均等な幅Ｄ１により形成されている。
【００６７】
このようなカソードセパレータ板３の構成によれば、ＭＥＡ１のガス拡散電極５が、均等なピッチＳおよび均等な幅Ｄ１並びに均等な高さＨ（図３参照）を有して配設されたリブ３６の平坦な頂面３７で均等に支持される。また、ガス拡散電極５が、均等なピッチＳおよび均等な幅Ｄ１並びに均等な深さＨ（図３参照）を有して配設された酸化剤ガス流路溝３５の内部に等しく垂れ込む。このため、酸化剤ガス流路溝３５に酸化剤ガスを流す際に、複数の酸化剤ガス流路溝３５の間の酸化剤ガス圧損不均一性が抑制され好適である。また、ガス拡散電極５における酸化剤ガス拡散の面内（ガス拡散電極５の厚み方向に垂直な方向における）不均一性が抑制され好適である。
【００６８】
また、本実施形態では、このような４列の酸化剤ガス流路溝３５は、図２に示す如く、酸化剤ガス流路領域１０２内において、酸化剤ガス導入マニフォールド１３Ａと酸化剤ガス排出マニフォールド１３Ｂの間をサーペンタイン状に延びている。
【００６９】
より詳しくは、酸化剤ガス流路領域１０２の第１のＬ状屈曲部３１ＡのＬ字状の４列の酸化剤ガス流路溝３５は、上側に位置する酸化剤ガス導入マニフォールド孔１３Ａに各々独立に接続されて下方に延び、ここから略９０°曲がり第２の側から第１の側に延びている。なお酸化剤ガス導入マニフォールド孔１３Ａの位置を９０°ずらせば、第の第１のＬ状屈曲部３１Ａを、直線状に構成することもできる。
【００７０】
また、同第１のターン部３２Ａの４列の酸化剤ガス流路溝３５は、この第１のＬ状屈曲部３１Ａの酸化剤ガス流路溝３５から続いて、直角に折れるように略１８０°折り返して延びており、ほぼＵ字状に形成されている。
【００７１】
また、同第１の直線部３１Ｂの直線状の４列の酸化剤ガス流路溝３５は、第１の側に位置する第１のターン部３２Ａの酸化剤ガス流路溝３５から続いて、第２の側に延びている。
【００７２】
また、同第２のターン部３２Ｂの４列の酸化剤ガス流路溝３５は、この第１の直線部３１Ｂの酸化剤ガス流路溝３５から続いて、直角に折れるように略１８０°折り返して延びており、ほぼＵ字状に形成されている。
【００７３】
また、同第２の直線部３１Ｃの直線状の４列の酸化剤ガス流路溝３５は、第２の側に位置する第２のターン部３２Ｂの酸化剤ガス流路溝３５から続いて、第１の側に延びている。
【００７４】
また、同第３のターン部３２Ｃの４列の酸化剤ガス流路溝３５は、この第２の直線部３１Ｃの酸化剤ガス流路溝３５から続いて  直角に折れるように略１８０°折り返して延びており、ほぼＵ字状に形成されている。
【００７５】
また、同第３の直線部３１Ｄの直線状の４列の酸化剤ガス流路溝３５は、第１の側に位置する第３のターン部３２Ｃの酸化剤ガス流路溝３５から続いて、第２の側に延びている。
【００７６】
また、同第４のターン部３２Ｄの４列の酸化剤ガス流路溝３５は、この第３の直線部３１Ｄの酸化剤ガス流路溝３５から続いて、直角に折れるように略１８０°折り返して延びており、ほぼＵ字状に形成されている。
【００７７】
また、同第２のＬ状屈曲部３１ＥのＬ字状の４列の酸化剤ガス流路溝３５は、第１の側に位置する第４のターン部３２Ｄの酸化剤ガス流路溝３５から続いて、第２の側に延び、ここから略９０°曲がり下方に延びて、酸化剤ガス排出マニフォールド１３Ｂに各々独立に接続されている。なお酸化剤ガス導入マニフォールド孔１３Ｂの位置を９０°ずらせば、第の第２のＬ状屈曲部３１Ｅを、直線状に構成することもできる。
【００７８】
次に、本発明を特徴付ける連通溝３３の具体的な構成について、図２および図３を参照しつつ順に説明する。
【００７９】
最初に、連通溝３３の配置構成を述べる。
【００８０】
図２および図３に示す如く、酸化剤ガス流路領域１０２の第１および第２のＬ状屈曲部３１Ａ、３１Ｅの長い直線部分並びに第１、第２および第３の直線部３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄの略中央付近には、隣り合う酸化剤ガス流路溝３５の部分同士を連通する複数の連通溝３３が、酸化剤ガス流路溝３５の幅方向（酸化剤ガス流路溝群の幅方向）において、カソードセパレータ板３のリブ３６の一部を欠いて形成されている。
【００８１】
ここで、酸化剤ガス流路溝群の幅方向の一端に位置する酸化剤ガス流路溝３５からその他端に位置する酸化剤ガス流路溝３５まで、順次、これらの酸化剤ガス流路溝３５が複数の連通溝３３によって連通されている。
【００８２】
なお本実施形態では、第１および第２のＬ状屈曲部３１Ａ、３１Ｅ並びに第１、第２および第３の直線部３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄの各々について、全て（３列）のリブ３６に、４個の連通溝３３が所定間隔を隔てて形成され、これにより、計１２個の連通溝３３の集合体が、カソードセパレータ板３の厚み方向から見て（以下、「平面視」という）略矩形の領域内に配置されている。
【００８３】
なおここで、本明細書中に記載の「隣り合う流路溝の部分同士」とは、必ずしも酸化剤ガス導入および排出マニフォールド１３Ａ、１３Ｂにそれぞれ独立に接続され、隣り合う酸化剤ガス流路溝の部分同士に限定されるものではない。例えば、図２に図示したＢ領域の如く、酸化剤ガス流路溝３３がサーペンタイン状に曲がった結果として単一の酸化剤ガス流路溝３３の上流部分と下流部分とが隣接すれば、このような酸化剤ガス流路溝の上流部分と下流部分とは、本明細書の「隣り合う流路溝の部分同士」に相当する。この場合、酸化剤ガス流路溝の上流部分と下流部分とを仕切る棒状の隔壁がリブになる。
【００８４】
ここで、酸化剤ガス流路溝３５の幅方向において、３個の連通溝３３に共通する延伸軸（連通溝３３がそれに沿って延びるその軸）に相当する４本の仮想線Ｇ１を、図２に示す如く引くことができる。これらの４本の仮想線Ｇ１および酸化剤ガス流路溝３５に沿う仮想線Ｇ２の格子状の網目に沿って配置される連通溝３３および酸化剤ガス流路溝３５からなる溝パターンは、平面視において格子状構造になっている。このように連通溝３３および酸化剤ガス流路溝３５からなる溝パターンを格子状構造（ここでは直交格子構造）に形成することにより、連通溝３３を経由して、酸化剤ガス流路溝３５に至る酸化剤ガスは、酸化剤ガス流路溝３５の酸化剤ガス流れ方向に対し交差（ここでは直交）することから、各酸化剤ガス流路溝３５間の酸化剤ガスの混合促進が図れる。
【００８５】
次に、連通溝３３の形状の構成例について述べる。
【００８６】
各連通溝３３は何れも、図３に示す如く、深さＬ１および幅Ｄ２からなる略直方体の領域を、リブ３６の頂面３７からリブ３６を切り欠いて形成された略矩形の溝である。また、ガス拡散電極５と接触する連通溝３３のエッジ（角）には、図３に示す如く、テーパー部３８による面取り処理がなされており、これにより、連通溝３３のエッジ当接によるガス拡散電極５の破損等機械的ダメージが回避される。
【００８７】
ここで、この連通溝３３の深さＬ１は、酸化剤ガス流路溝の深さＨより浅く設計されている。このように連通溝３３を酸化剤ガス流路溝３５よりも浅く形成すれば、図４に示した、酸化剤ガスと水滴からなる気液２相流体の流れを説明する図から理解されるとおり、酸化剤ガス流路溝３５内で酸化剤ガスと共に同伴して流れる結露水の水滴Ｅが、連通溝３３を通過し難くなる。例えば略球形の結露水の水滴Ｅの直径が連通溝３３の深さＬ１以上であれば、このような水滴Ｅは、図４の実線矢印で示す如く連通溝３３を通過することなく、酸化剤ガス流路溝３５内を直進できる。その一方で、酸化剤ガス流路溝３５内の酸化剤ガスは、図４の点線矢印で示す如く、連通溝３３の深さＬ１の大小により連通溝３３の通気を妨げられない。よって、酸化剤ガス流路溝３５間の酸化剤ガス流量バラツキやガス圧差の平準化を図りつつ、例えば結露水の水滴Ｅの自重等により、下方の酸化剤ガス流路溝３５付近に結露水が集中するという不都合が緩和される。
【００８８】
なおここで、カソードセパレータ板３の連通溝３３の深さＬ１の具体的数値として、酸化剤ガスの流れにより動き始める結露水の水滴Ｅの最小形状（例えば水滴Ｅを球状と仮定してその直径）を予測して、連通溝３３の深さＬ１をこの予測値より小さくすることが最適であるが、少なくとも連通溝３３の深さＬ１を酸化剤ガス流路溝３５の深さＨより浅く設計すれば、結露水の通水抑制効果は発揮できる。現実には、このような結露水の水滴Ｅは、燃料電池スタック１００の運転条件やカソードセパレータ板３の表面状態に応じて酸化剤ガスの流れにより動き始める成長度を変えるので、上記連通溝３３の深さＬ１の適正な数値については、燃料電池スタック１００の運転条件やカソードセパレータ板３の表面状態に適合するよう、燃料電池スタック１００の詳細設計スペック決定作業の過程において設定する必要がある。
【００８９】
ところで、本実施形態では、連通溝３３の深さＬ１を酸化剤ガス流路溝３５の深さＨよりも浅くすることにより（すなわち、Ｌ１＜Ｈ）、酸化剤ガスに同伴して流れる結露水の水滴Ｅの、連通溝３３における通過を抑制しているが、連通溝３３の幅Ｄ２の狭幅化設計により、同等の効果を得ることは、理屈の上では成立する。要するに、連通溝３３の、酸化剤ガス流れ方向に直交する２方向寸法（ここでは深さＬ１および幅Ｄ２）の何れか一方を、結露水の水滴Ｅの直径（但し水滴Ｅを球形とした場合）より小さくすれば、結露水の水滴Ｅは、この連通溝３３を水滴Ｅが通過できなくなり、その結果として、結露水の水滴Ｅの自重等により、下方の酸化剤ガス流路溝３５付近に結露水が集中するという不都合が緩和されるはずである。
【００９０】
しかしながら、本実施形態によるアイデアをカソードセパレータ板３に具現化することを想定する場合に、本件発明者等は、カソードセパレータ板３の製造上の理由により、本実施形態の如く、連通溝３３の深さＬ１を調整する方が、連通溝３３の設計限度を適切に確保できるという観点から望ましいと、考えている。以下、その理由を述べる。
【００９１】
連通溝３３等の微細溝パターンを設けた、カーボンを主体とするカソードセパレータ板３は、一般的には、砥石による切削加工（切削加工製法）またはセパレータ金型による成型（金型成型製法）により製造される。
【００９２】
ところで、切削加工製法および金型成型製法の何れであっても、加工溝の最小幅寸法を規定する限界（加工幅下限値）が存在すると見做されており、このような加工幅下限値は、当業者の経験によれば、切削加工製法においては約０．６ｍｍ、金型成型製法においては約０．８ｍｍであると、考えられている。
【００９３】
よって、現在の加工幅下限値を前提とする限りは、連通溝３３の幅Ｄ２を、０．６ｍｍ未満に調整することが困難であると推認される。
【００９４】
そうであれば、酸化剤ガスの流れにより動き始める結露水の水滴Ｅの大きさ（直径）が、仮に燃料電池スタック１００の運転条件やカソードセパレータ板３の表面状態に応じて０．６ｍｍ未満になれば、連通溝３３の幅Ｄ２の狭幅化設計に基づくカソードセパレータ板３は、結露水の通水抑制効果を充分に発揮し得ない場合がある。勿論、この幅Ｄ２を充分に狭く（例えば、０．１ｍｍ）加工可能な新工法が開発されれば、このような連通溝３３の幅Ｄ２の狭幅化設計を採用することも将来の選択肢として残っている。
【００９５】
これに対して連通溝３３の深さＬ１は、切削加工製法および金型成型製法の何れであっても、当業者の経験上、充分浅めに（例えば、０．１ｍｍ）調整され得ることから、酸化剤ガスの流れにより動き始める結露水の水滴Ｅの大小が燃料電池スタック１００の運転条件やカソードセパレータ板３の表面状態に応じて如何様に変化しても、連通溝３３の深さＬ１の浅溝化設計を採用したカソードセパレータ板３は、結露水の通水抑制効果を発揮でき好適である。
【００９６】
なお、本実施形態のカソードセパレータ板３の製法には、切削加工製法に比べて量産性に勝る金型成型製法が使用されている。
【００９７】
次に、結露水成長による連通溝閉塞抑止を図れる連通溝３３の構成例について述べる。
【００９８】
上記連通溝３３の延伸軸たる仮想線Ｇ１（図２参照）は、各酸化剤ガス流路溝３５に酸化剤ガスを予め定められた流量分流した際に、隣り合う酸化剤ガス流路溝３５の部分同士における酸化剤ガスのガス圧を違えるよう、設定されている。
【００９９】
要するに、４列の連通溝３３から任意に選んだガス流路溝に酸化剤ガスを流す際に、当該酸化剤ガス流路溝３５の一方と連通溝３３との交点Ｐにおける酸化剤ガス圧は、当該酸化剤ガス流路溝３５の他方と連通溝３３との交点Ｐにおける反応ガス圧と相違している。
【０１００】
言い換えると、連通溝３３を介して連通する隣り合う酸化剤ガス流路溝３５からなる酸化剤ガス流路溝３５の部分同士の、連通溝３３との間の２つの交点Ｐは、酸化剤ガス流路溝３５内の酸化剤ガスの圧力を等しくしないよう、位置付けられている。
【０１０１】
なお、酸化剤ガス流路溝３５内の酸化剤ガスの圧力が等しくなる位置とは、隣り合う酸化剤ガス流路溝３５の部分同士の流路長が等しくなる位置であり、例えば、図２に示したカソードセパレータ板３の４列の酸化剤ガス流路溝３５をもとに例示にすれば、酸化剤ガス導入マニフォールド孔１３Ａから等距離流路長Ｋ（等距離流路長Ｋは、０＜Ｋ＜「酸化剤ガス流路溝３３の流路長」の範囲内で任意に設定可）を離れた４列の酸化剤ガス流路溝３５の各地点に対応する位置である。なお、図２では、これらの各地点の一例を点線斜線Ｍでつないで示している。
【０１０２】
以上に述べた如く、本実施形態のカソードセパレータ板３では、連通溝３３の延伸軸たる４本の仮想線Ｇ１を、図２に示した点線斜線Ｍから偏倚させており、このような構成により下記の効果を奏する。
【０１０３】
燃料電池スタック１００の運転開始時（初期状態）において、仮に隣り合う酸化剤ガス流路溝間の酸化剤ガス圧が等しくなる位置（上記点線斜線Ｍと交差する酸化剤ガス流路溝の地点）を貫くよう連通溝を形成すれば、燃料電池スタック１００の運転開始時には、連通溝の両端の圧力差が発生せず、その結果として、この連通溝内の酸化剤ガスが滞留する。このような状態で燃料電池スタック１００の運転を継続させた場合、この連通溝の内部に酸化剤ガスから分離生成された結露水の水滴は、酸化剤ガス滞留に起因して滞留し易く、連通溝に滞留した結露水の水滴の成長により、結露水が液膜化して連通溝を閉塞させる可能性がある。連通溝が一旦、結露水液膜により閉塞されれば、この連通溝を開放することは困難になると予測される。すなわち、酸化剤ガス流路溝の結露水形成状態の遷移により、各酸化剤ガス流路溝３５の流路抵抗が変化すれば、結露水の液膜により閉塞された連通溝３３に酸化剤ガスの流れを生じせしめる幾分のガス差圧形成が期待できるが、連通溝３３を閉塞した結露水の液膜表面張力に、このようなガス差圧が打ち勝って、閉塞された連通溝を開放できるという保証はない。
【０１０４】
そこで、このような連通溝の結露水成長による閉塞を未然に防止する目的で、本実施形態の如く、連通溝３３の延伸軸たる仮想線Ｇ１を、図２に示した点線斜線Ｍから偏倚させ、燃料電池スタック１００の運転開始時に、積極的に連通溝３３に酸化剤ガスの流れを生じせしめている。よって、連通溝３３内の結露水の水滴Ｅを速やかに、酸化剤ガス流れにより酸化剤ガス流路溝３５に排出させて連通溝３３内の水滴Ｅの滞留を抑止できる。
【０１０５】
また、このような連通溝３３内の水滴Ｅの滞留抑止との相乗効果を図る観点から連通溝３３を形作る連通溝壁面Ｗ１（図３参照）を撥水性に富ませておくことが有益である。
【０１０６】
すなわち、連通溝３３を形作る連通溝壁面Ｗ１の撥水性を、酸化剤ガス流路溝３５を形作る流路溝壁面Ｗ２の撥水性よりも高めること（言い換えると、連通溝壁面Ｗ１の表面エネルギーを、流路溝壁面Ｗ２のそれより下げること）が、連通溝壁面Ｗ１の親水性に起因した連通溝壁面Ｗ１への結露水成長による液膜形成という不都合を適切に抑止する観点から望まれる。
【０１０７】
このように連通溝壁面Ｗ１の撥水性発現処理を行うことにより、連通溝３３内で生成された結露水の水滴Ｅが成長して、これが連通溝壁面Ｗ１に接触しても液滴状態に保たれ、このような結露水の水滴Ｅは、連通溝３３を流れる酸化剤ガスにより容易に排出され、その結果として、連通溝３３の結露水成長による閉塞が、上記水滴Ｅの滞留抑止効果と相俟ってより効果的に改善される。
【０１０８】
この連通溝壁面Ｗ１の表面処理の一指針として、連通溝壁面Ｗ１を７０μＮ／ｍｍ以下の表面エネルギーとなるよう撥水性発現処理を行えば、上記結露水の液滴状態保持効果が有効に発揮されることが判明した。
【０１０９】
ここでの連通溝壁面Ｗ１の表面エネルギー（７０μＮ／ｍｍ）の評価は、ＪＩＳＫ６７６８に準拠した連通溝壁面Ｗ１の濡れ性試験により行われ、より詳しくは、表面エネルギーが既知の市販の濡れ指標標準試薬を用いて、当該試薬の液滴（直径０．１ｍｍ）を測定対象面（連通溝壁面Ｗ１）に載せた際に、液滴が球形を維持しなくなった試薬の表面エネルギーを、連通溝壁面Ｗ１の表面エネルギーと見做した。
【０１１０】
なお連通溝壁面Ｗ１の撥水性発現処理法は、既に各種提案されており、ここでは詳細な説明を省く。
【０１１１】
次に、本実施の形態による燃料電池スタック１００の動作例を説明する。
【０１１２】
アノードセパレータ板２に当接するガス拡散電極５は、結露水によるフラッディングを適切かつ充分に防止しつつ複数の燃料ガス流路溝の各々を均一な流速で通流する燃料ガスに、当該燃料ガス流路溝の上端開口を介して曝されている。
【０１１３】
また、カソードセパレータ板３に当接するガス拡散電極５は、結露水によるフラッディングを適切かつ充分に防止しつつ複数の酸化剤ガス流路溝３５の各々を均一な流速で通流する酸化剤ガスに、当該酸化剤ガス流路溝３５の上端開口を介して曝されている。
【０１１４】
このため、燃料ガスが燃料ガス通流領域１０１を流れる間に、ガス拡散電極５の面内全域において、このガス拡散電極５の中に均一に燃料ガスが拡散し、酸化剤ガスが酸化剤ガス通流領域１０２を流れる間に、ガス拡散電極５の面内全域において、このガス拡散電極５の中に均一に酸化剤ガスが拡散する。よって、燃料電池スタック１００による発電動作が、ガス拡散電極５の面内全域で均一に行われる。
【０１１５】
以上に述べたとおり、本実施形態によるカソードセパレータ板３によれば、隣り合う酸化剤ガス流路溝３５の部分同士を連通する連通溝３３を、カソードセパレータ板３の表面（例えばリブ３６）に、酸化剤ガス流路溝３５より浅く形成したことにより、連通溝３３を介して隣り合う酸化剤ガス流路溝３５間の酸化剤ガスの通気を可能にする一方、このような隣り合う酸化剤ガス流路溝３５間の結露水の水滴Ｅの通過を抑止可能である。このため、酸化剤ガス流路溝３５間を流れる酸化剤ガスの圧力差やガス流量バラツキの平準化を図れるとともに、酸化剤ガス流路溝３５の結露水の集中によるフラッディングが適切かつ充分に抑制できる。
【０１１６】
また、本実施形態によるカソードセパレータ板３は、連通溝３３が結露水成長により閉塞され難いよう構成されているので、上記酸化剤ガスの圧力差やガス流量バラツキの平準化を適切に行える。
【０１１７】
更に、連通溝３３を酸化剤ガス流路溝３５より浅く形成した副次的な効果として、連通溝３３の深さＬ１を酸化剤ガス流路溝３５の深さと同じにした従来例のカソードセパレータ板に比べて、連通溝３３に位置するカソードセパレータ板３の厚みを増やせることから、カソードセパレータ板３の機械強度を増すことができる。
＜本実施形態の各変形例＞
以下、図２に示したカソードセパレータ板３の酸化剤ガス流路領域１０２の構成を変形した各変形例を説明する。
【０１１８】
（変形例１）
図５は、本変形例によるカソードセパレータ板の構成例の表面を示した図であり、図６は、図５のＣ領域の、リブに形成された連通溝および酸化剤ガス流路溝について斜め方向から模式的に描いた拡大図である。
【０１１９】
本変形例によるカソードセパレータ板１０３は、図２および図３に示した実施形態の連通溝３３の配置および形状を以下の如く変更している。
【０１２０】
図５および図６に示す如く、酸化剤ガス流路領域２０２の第１、第２、第３および第４のターン部３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄには、少なくとも隣り合う酸化剤ガス流路溝３５の部分同士を連通する複数の連通溝１３３が、酸化剤ガス流路溝３５の幅方向（酸化剤ガス流路溝群の幅方向）方向において、カソードセパレータ板１０３のリブ３６の一部を欠いて形成されている。
【０１２１】
ここで、酸化剤ガス流路溝群の幅方向の一端に位置する酸化剤ガス流路溝３５からその他端に位置する酸化剤ガス流路溝３５まで、順次、これらの酸化剤ガス流路溝３５が複数の連通溝３３によって連通されている。
【０１２２】
なお本変形例では、第１、第２、第３および第４のターン部３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄの各々について、３つのリブ３６のうちの内側のリブ３６（以下、「内側リブ３６」という）には、２個の連通溝１３３が所定間隔を隔てて形成され、その中央のリブ３６（以下、「中央リブ３６」という）には、４個の連通溝１３３が所定間隔を隔てて形成され、その外側のリブ３６（以下、「外側リブ３６」という）には、６個の連通溝１３３が所定間隔を隔てて形成され、これにより、計１２個の連通溝１３３の集合体が、平面視において略三角形の領域内に配置されている。
【０１２３】
そして、酸化剤ガス流路溝３５の幅方向において、２個乃至３個の連通溝１３３の延伸軸たる４本の仮想線Ｇ３を、図５に示す如く引くことができる。
【０１２４】
より詳しくは、第１列目の仮想線Ｇ３は、外側リブ３６の第２列目に形成された連通溝１３３と、中央リブ３６の第１列目に形成された連通溝１３３と、に沿って延びている。
【０１２５】
また、第２列目の仮想線Ｇ３は、外側リブ３６の第３列目に形成された連通溝１３３と、中央リブ３６の第２列目に形成された連通溝１３３と、内側リブ３６の第１列目に形成された連通溝１３３と、に沿って延びている。
【０１２６】
また、第３列目の仮想線Ｇ３は、外側リブ３６の第４列目に形成された連通溝１３３と、中央リブ３６の第３列目に形成された連通溝１３３と、内側リブ３６の第２列目に形成された連通溝１３３と、に沿って延びている。
【０１２７】
また、第４列目の仮想線Ｇ３は、外側リブ３６の第５列目に形成された連通溝１３３と、中央リブ３６の第４列目に形成された連通溝１３３と、に沿って延びている。
【０１２８】
これらの仮想線Ｇ３および酸化剤ガス流路溝３５に沿う３本の仮想線Ｇ４の格子状の網目に沿って配置される連通溝１３３および酸化剤ガス流路溝３５からなる溝パターンは、平面視において格子状構造になっている。このように連通溝１３３および酸化剤ガス流路溝３５からなる溝パターンを格子状構造（ここでは直交格子構造）に形成することにより、連通溝１３３を経由して、酸化剤ガス流路溝３５に至る酸化剤ガスは、酸化剤ガス流路溝３５の酸化剤ガス流れ方向に対し交差（ここでは直交）することから、各酸化剤ガス流路溝３５間の酸化剤ガスの混合促進が図れる。
【０１２９】
なお、連通溝１３３の延伸軸たる４本の仮想線Ｇ３を、点線斜線Ｍ（図２参照）から偏倚させる構成については、実施形態で述べた内容と同じであり、ここでは、このような構成の説明は省略する。
【０１３０】
また、これらの連通溝１３３は何れも、図６に示す如く、深さＬ２および一辺Ｄ３からなる略三角柱体の領域を、リブ３６の頂面３７からリブ３６を切り欠くことにより形成された略楔形（Ｖ字）の溝であり、この連通溝１３３の深さＬ２は、酸化剤ガス流路溝の深さＨより浅く設計されている。また、ガス拡散電極５と接触する連通溝１３３のエッジ（角）には、図６に示す如く、テーパー部１３８による面取り処理がなされており、これにより、連通溝１３３のエッジ当接によるガス拡散電極５の破損等機械的ダメージが回避される。
【０１３１】
なお連通溝１３３の製法および表面処理（撥水処理）については、実施形態で述べた内容と同じであり、ここでは、このような内容の説明は省略する。
【０１３２】
本変形例によるカソードセパレータ板１０３によれば、上述のとおり、隣り合う酸化剤ガス流路溝３５の部分同士を連通する連通溝１３３を、カソードセパレータ板１０３の表面（例えばリブ３６）に、酸化剤ガス流路溝３５より浅く形成したことにより、連通溝１３３を介して隣り合う酸化剤ガス流路溝３５間の酸化剤ガスの通気を可能にする一方、このような隣り合う酸化剤ガス流路溝３５間の結露水の水滴Ｅの通過を抑止可能である。
【０１３３】
このため、酸化剤ガス流路溝３５間を流れる酸化剤ガスの圧力差やガス流量バラツキの平準化を図れるとともに、酸化剤ガス流路溝３５の結露水の集中によるフラッディングが適切かつ充分に抑制できる。
【０１３４】
また、本実施形態によるカソードセパレータ板１０３は、連通溝１３３が結露水成長により閉塞され難いように構成されているので、上記酸化剤ガスの圧力差やガス流量バラツキの平準化を適切に行える。
【０１３５】
更に、連通溝１３３を酸化剤ガス流路溝３５より浅く形成した副次的な効果として、連通溝１３３の深さＬ２を酸化剤ガス流路溝３５の深さと同じにした従来例のカソードセパレータ板に比べて、連通溝１３３に位置するカソードセパレータ板１０３の厚みを増やせることから、カソードセパレータ板１０３の機械強度を増すことができる。
（変形例２）
図７は、本変形例によるカソードセパレータ板の構成例の表面を示した図である。
【０１３６】
本変形例によるカソードセパレータ板２０３は、図５に示した変形例１の酸化剤ガス流路溝の構成を以下の如く変更している。
【０１３７】
なお、ここでは図示および説明を省略するが、図２に示した実施形態の酸化剤ガス流路溝を同様に変更しても良い。
【０１３８】
図７に示したカソードセパレータ板２０３によれば、ガス排出マニフォールド孔１３Ａに接続する酸化剤ガス流路領域３０２の酸化剤ガス流路溝１３５の本数を、ガス導入マニフォールド孔１３Ｂに接続する酸化剤ガス流路領域３０２の酸化剤ガス流路溝１３５の本数よりも少なくして構成されている。
【０１３９】
より詳しくは、酸化剤ガス流路領域３０２の第１のＬ状屈曲部１３１ＡのＬ字状の４列の酸化剤ガス流路溝１３５は、上側に位置する酸化剤ガス導入マニフォールド孔１３Ａに各々独立に接続されて下方に延び、ここから略９０°曲がり第２の側から第１の側に延びている。
【０１４０】
また、同第１のターン部１３２Ａの４列の酸化剤ガス流路溝１３５は、この第１のＬ状屈曲部１３１Ａの酸化剤ガス流路溝１３５から続いて、直角に折れるように略１８０°折り返して延びており、ほぼＵ字状に形成されている。
【０１４１】
また、同第１の直線部１３１Ｂの直線状の４列の酸化剤ガス流路溝１３５は、第１の側に位置する第１のターン部１３２Ａの酸化剤ガス流路溝１３５から続いて、第２の側に延びている。
【０１４２】
また、同第２のターン部１３２Ｂの酸化剤ガス流路溝１３５は、この第１の直線部１３１Ｂの酸化剤ガス流路溝１３５から続いて、直角に折れるように略１８０°折り返して延びており、ほぼＵ字状に形成されている。また、酸化剤ガス流路溝１３５は、その折り返しの途中において、４列の酸化剤ガス流路溝１３５のうちの最外周の酸化剤ガス流路溝１３５とそれに隣接する酸化剤ガス流路溝１３５とが、１列の酸化剤ガス流路溝１３５として合流されている。
【０１４３】
また、同第２の直線部１３１Ｃの直線状の３列の酸化剤ガス流路溝１３５は、第２の側に位置する第２のターン部１３２Ｂの酸化剤ガス流路溝１３５から続いて、第１の側に延びている。
【０１４４】
また、同第３のターン部１３２Ｃの３列の酸化剤ガス流路溝１３５は、この第２の直線部１３１Ｃの酸化剤ガス流路溝１３５から続いて  直角に折れるように略１８０°折り返して延びており、ほぼＵ字状に形成されている。
【０１４５】
また、同第３の直線部１３１Ｄの直線状の３列の酸化剤ガス流路溝１３５は、第１の側に位置する第３のターン部１３２Ｃの酸化剤ガス流路溝１３５から続いて、第２の側に延びている。
【０１４６】
また、同第４のターン部１３２Ｄの３列の酸化剤ガス流路溝１３５は、この第３の直線部１３１Ｄの酸化剤ガス流路溝１３５から続いて、直角に折れるように略１８０°折り返して延びており、ほぼＵ字状に形成されている。また、酸化剤ガス流路溝１３５は、その折り返しの途中において、３列の酸化剤ガス流路溝１３５のうちの最外周の酸化剤ガス流路溝１３５とそれに隣接する酸化剤ガス流路溝１３５とが、１列の酸化剤ガス流路溝１３５として合流されている。
【０１４７】
また、同第４の直線部１３１Ｅの直線状の２列の酸化剤ガス流路溝１３５は、第２の側に位置する第４のターン部１３２Ｄの酸化剤ガス流路溝１３５から続いて、第１の側に延びている。
【０１４８】
また、同第５のターン部１３２Ｅの２列の酸化剤ガス流路溝１３５は、この第４の直線部１３１Ｅの酸化剤ガス流路溝１３５から続いて  直角に折れるように略１８０°折り返して延びており、ほぼＵ字状に形成されている。
【０１４９】
また、同第５の直線部１３１Ｆの直線状の２列の酸化剤ガス流路溝１３５は、第１の側に位置する第５のターン部１３２Ｅの酸化剤ガス流路溝１３５から続いて、第２の側に延びている。
【０１５０】
また、同第６のターン部１３２Ｆの２列の酸化剤ガス流路溝１３５は、この第５の直線部１３１Ｆの酸化剤ガス流路溝１３５から続いて  直角に折れるように略１８０°折り返して延びており、ほぼＵ字状に形成されている。
【０１５１】
また、同第２のＬ状屈曲部１３１ＧのＬ字状の２列の酸化剤ガス流路溝１３５は、第２の側に位置する第６のターン部１３２Ｆの酸化剤ガス流路溝１３５から続いて、第１の側に延び、ここから略９０°曲がり下方に延びて、酸化剤ガス排出マニフォールド１３Ｂに各々独立に接続されている。
【０１５２】
なお、以上に述べた酸化剤ガス流路溝１３５以外の、本変形例のカソードセパレータ板２０３の構成は、変形例１のカソードセパレータ板１０３の構成と同じであり、ここでは、両者に共通する構成の説明は省略する。
【０１５３】
本変形例のカソードセパレータ板２０３では、酸化剤ガス流路溝１３５の本数を、酸化剤ガス流路溝１３５を流れる際の酸化剤ガスの発電消費量を勘案して、各Ｌ状屈曲部や直線部１３１Ａ、１３１Ｂ、１３１Ｃ、１３１Ｄ、１３１Ｅ、１３１Ｆ、１３１Ｇおよび各ターン部１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃ、１３２Ｄ、１３２Ｅ、１３２Ｆの各々の酸化剤ガス流路溝１３５を流れる酸化剤ガスの流速が、結露水の水滴排出に適した速度となり、かつ互いに一致するようにして、決定している。
【０１５４】
このため、酸化剤ガスのガス拡散電極５への面内供給均一化が図れると共に、酸化剤ガスから分離した結露水の、酸化剤ガスによる排水性能が、酸化剤ガス量が少なくかつ結露水の溜まり易い下流側（例えば酸化剤ガス排出マニフォールド孔１３Ｂ近傍）においても適正に確保され好適である。
（フラッディング抑制効果の検証）
上述の解析結果（図８参照）のとおり、特許文献２の図３に記載のガス流路溝設計に準拠した解析モデルでは、結露水が、慣性力によりターン部の周方向に周り込みながら多めに流れ込むことにより、ガス流路溝（例えば、最下段のガス流路溝）が結露水により閉塞されることが再現された。そして、このような場合には、結露水により閉塞されたガス流路溝部分の反応ガス欠乏による燃料電池の電圧降下を促進する可能性が高い。
【０１５５】
このため、本件発明者等は、特許文献２（図３）に対応するセパレータ板をカソードセパレータ板として組み込んだ燃料電池（以下、「比較例用試作品」という）と、上述の変形例１（図５）に対応するセパレータ板をカソードセパレータ板として組み込んだ燃料電池（以下、「実施例用試作品」という）と、を各々試作したうえで、これらの燃料電池を動作させることにより、燃料電池のカソードガス流量比に対する当該燃料電池の電圧降下量を比較検証するという実験を行った。
【０１５６】
但し、特許文献２（図３）および変形例１のガス流路溝の本数を同一にしているのに対し、これらの試作品のガス流路溝の本数を、ガス流路溝を流れる際のガスの発電消費量を勘案して、反応ガスの流速が、結露水の水滴排出に適した速度となるように、ガス流路溝の本数をターン部の適所において減らしている。このように構成した理由は、以下のとおりである。
【０１５７】
セパレータ板の面内におけるガス流速が最適になるように、ガス流路溝の本数を設定することにより、セパレータ板のターン部における結露水の周り込みの影響による、比較例用試作品と実施例用試作品との間のガス流路溝の閉塞に基づく電圧降下の差異を捕捉し易くなるというメリットがある。
【０１５８】
つまり、セパレータ板のガス流路溝のガス流速が不適切であれば、反応ガス量が少なくなるガス流路溝の下流側においてフラッディングが必然的に起こり易く、このようなフラッディングが顕著になれば、当該フラッディングによる電圧降下が外乱として無視できなくなり、比較例用試作品と実施例用試作品との間の有意な差異を捕捉できない場合があると考えられる。
【０１５９】
また、後述のとおり、実施例用試作品の連通溝の形状は、比較例用試作品の構成との間の整合性を図る観点から、変形例１の連通溝１３３の形状（Ｖ字形状）とは異なっている。
【０１６０】
まず、実施例用試作品のセパレータ板および比較例用試作品のセパレータ板の構成について説明する。
【０１６１】
なお、アノードセパレータ板は、実施例用試作品および比較例用試作品とも同じように構成されている。よって、以下の説明では、アノードセパレータ板の構成については省略する。
【０１６２】
また、ターン部近傍以外の実施例用試作品および比較例試作品のカソードセパレータ板の構成は同一である。よって、以下、カソードセパレータ板のターン部近傍の一構成例のみを説明する。
【０１６３】
図９は、実施例用試作品のカソードセパレータ板のターン部近傍における一構成例を模式的に示した図である。図９（ａ）は、実施例用試作品のカソードセパレータ板のターン部を平面視した図（カソードセパレータ板の厚み方向から見た図）であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＤ領域の斜視図である。
【０１６４】
図１０は、比較例用試作品のカソードセパレータ板のターン部近傍における一構成例を模式的に示した図である。図１０（ａ）は、比較例用試作品のカソードセパレータ板のターン部を平面視した図（セパレータ板の厚み方向から見た図）であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＥ領域の斜視図である。
【０１６５】
図９（ａ）によれば、ターン部２３２は、ターン部２３２の外端としての上下方向に延びる底辺５８ａを有する。また、このターン部２３２には、左右に延びるリブ５６と上下に延びる連通溝付きリブ５６ａとが連続的に形成されている。つまり、連通溝付きリブ５６ａは、図９（ａ）および図９（ｂ）に示すように、ターン部２３２において上下に延び、リブ５６に接続されるベース部５９とこのベース部５９の上面に立設された島状（略円柱状）の突起５７からなり、各突起５７の間の隙間が、隣り合うガス流路溝５５の部分同士を連通する連通溝２３３として機能する。
【０１６６】
なお、ここでは、ターン部２３２の上流側に対応するガス流路溝５５の本数は６本であり、ターン部２３２の下流側に対応するガス流路溝５５の本数は５本である。そして、ターン部２３２の下流側近傍において、最外周のガス流路溝５５とこの最外周のガス流路溝５５から一つ内側のガス流路溝５５と、が、合流するようになっている。
【０１６７】
連通溝２３３は、上下に延びるリブの一部を削ることにより、削られずに残った残部としての突起５７の断面形状が、後述の比較例試作品の突起６７の断面と同じになるように、構成されている。
【０１６８】
また、図９（ｂ）に示すように、突起５７の高さ（連通溝２３３の深さ）は、リブ５６の高さ（ガス流路溝５５の深さ）の略１／２に設定されている。
【０１６９】
更に、連通溝付きリブ５６ａの突起５７は、底辺５８ａの延在方向（上下方向）及びこの延在方向に垂直な方向（リブ５６の延長線上の左右方向）に互いの中心を一致させるよう、直交格子状に並んで配置されている。
【０１７０】
なお、図９に示したターン部２３２をはじめ、本明細書の各実施形態のターン部では、図９（ａ）に例示する如く、底辺５８ａの両端近傍を上下方向につなぐ直線を第１辺４０４とし、上から第６段目のリブ５６（最も内側のガス流路溝５５を区画するリブ）の先端近傍の中心を頂点４０１とした、仮想の三角形４００（ここではほぼ直角二等辺三角形）を描くことができる。
【０１７１】
よって、図９および各実施形態のターン部においては、この三角形４００の第２辺４０２および第３辺４０３の間の長さ関係および、これらの辺４０２、４０３と、第１辺４０４との間の長さ関係については、第２辺４０２の長さが第３辺４０３の長さに等しくなっており『つまり、（第２辺４０２の長さ）＝（第３辺４０３の長さ）』、かつ、これらの辺４０２、４０３の長さが、第１辺４０４の長さよりも短くなっている『つまり、（第２および第３辺４０２、４０３の長さ）＜（第１辺４０４の長さ）』。
【０１７２】
但し、このような長さの関係は、あくまで、本発明のセパレータ板の一例に過ぎず、以上に述べたセパレータ板の構成が、これに限定されるものではない。
【０１７３】
例えば、セパレータ板のターン部構成の変形例としては、『（第２辺４０２の長さ）＝（第３辺４０３の長さ）＝（第１辺４０４の長さ）』（この場合、三角形４００は正三角形となる）の関係にあるターン部の三角形構成を有するセパレータ板であっても良い。また、『（第２辺４０２の長さ＝第３辺４０３の長さ）＞（第１辺４０４の長さ）』（この場合、三角形４００は、頂角が６０°未満の鋭角二等辺三角形となる）の関係にあるターン部の三角形構成を有するセパレータ板であっても良い。
【０１７４】
図１０（ａ）によれば、上流側の６本のガス流路溝６５（凹部６５）および下流側の５本のガス流路溝６５に連通する窪み部６８（ガスの合流領域）が、ターン部３３２の外端としての上下方向に延びる底辺６８ａと、上下流側のガス流路溝６５との境界としての一対の斜辺６８ｂ、６８ｃとにより、略三角形状に区画されている。
【０１７５】
そして、図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、窪み部６８の底面に立設された複数の島状（略円柱状）の突起６７は、上述の突起５７と同様に、底辺６８ａの延在方向（上下方向）及びこの延在方向に垂直な方向（リブ６６の延長線上の左右方向）に互いの中心を一致させるよう、直交格子状に並んで配置されている。
【０１７６】
以上のように、実施例用試作品の突起５７の形状を、比較例試作品の突起６７と同じにすることにより、実施例用試作品の連通溝２３３が、連通溝付きリブ５６ａのベース部５９を残すようにして、ガス流路溝５５より浅く（ここでは、連通溝２３３の深さがガス流路溝５５の深さの略１／２）形成されたことを除いては、実施例用試作品のカソードセパレータ板のターン部構成と比較例用試作品のカソードセパレータ板のターン部構成との間の同一性が担保され好適である。
【０１７７】
次に、実施例用試作品および比較例用試作品の検証実験の結果について説明する。
【０１７８】
図１１は、横軸にカソードガス流量比（％）をとり、縦軸に燃料電池の電圧降下量（ｍＶ）をとって、実施例用試作品及び比較例用試作品について、両者の関係を示した図である。
【０１７９】
なお、この電圧降下量とは、燃料電池の定格運転時の出力電圧（例えば６００ｍＶ〜８００ｍＶの範囲から選ばれる出力電圧）を基準にして、この値から低下した電圧量を指す。
【０１８０】
図１１では、カソードガス流量比が１００％である燃料電池の定格運転の条件からカソードガスの流量を減らして、意図的にカソードセパレータ板においてフラッディングが起こり易い条件に設定されている。
【０１８１】
なお、実施例用試作品の運転条件と比較例用試作品の運転条件とは同じに設定されているが、ここでは、その詳細な説明は省く。
【０１８２】
図１１によれば、カソードガス流量比が減少するに連れて、実施例用試作品および比較例用試作品の何れの電圧降下量も増加する傾向を示しているが、実施例用試作品の電圧降下量の増加度は、比較例用試作品の電圧降下量の増加度に比べて適切に抑制されていることが読み取れる。例えば、カソードガス流量比が約６０％では、比較例用試作品の電圧降下量が、約３０ｍＶであるのに対し、実施例用試作品の電圧降下量が、約２３ｍＶであり、実施例用試作品では、比較例用試作品に比べて、約７ｍＶ分、電圧降下量の増加が改善されている。
【０１８３】
以上に述べたような電圧降下量の相違の発生は、実施例用試作品が比較例用試作品に比べてフラッディング抑制効果に優れていることに起因すると推定される。つまり、実施例用試作品では、実施例用試作品の連通溝２３３が、ガス流路溝５５より浅く形成されたことにより、慣性力によりターン部２３２の周方向に周り込もうとする結露水の行き来が、連通溝付きリブ５６ａのベース部５９により遮られて、ガス流路溝における結露水の集中が防止され、その結果として、フラッディングによる電圧降下が改善したと判断できる。
【０１８４】
よって、以上の試作品実験の結果により、上述の解析結果の妥当性、および比較例用試作品と比較した実施例用試作品のフラッディングに対する優れた抑制効果が、裏付けられたと考えられる。
【０１８５】
上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。
【産業上の利用可能性】
【０１８６】
本発明による燃料電池用セパレータ板は、水分過多による燃料電池のフラッディングを改善でき、例えば、ＰＥＦＣにこのセパレータ板を適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１８７】
【図１】図１は、本発明の実施形態の燃料電池を分解して燃料電池スタックの構成を模式的に示した斜視図である。
【図２】図２は、実施形態によるカソードセパレータ板の表面を示した図である。
【図３】図３は、図２のＡ領域の、リブに形成された連通溝および酸化剤ガス流路溝について斜め方向から模式的に描いた拡大図である。
【図４】図４は、酸化剤ガスと水滴からなる気液２相流体の流れを説明する図である。
【図５】図５は、変形例１によるカソードセパレータ板の構成例の表面を示した図である。
【図６】図６は、図５のＣ領域の、リブに形成された連通溝および酸化剤ガス流路溝について斜め方向から模式的に描いた拡大図である。
【図７】図７は、変形例２によるカソードセパレータ板の構成例の表面を示した図である。
【図８】図８は、コンピュータ上に出力された解析結果例を解析モデルとともに模写した図である。
【図９】図９は、実施例用試作品のカソードセパレータ板のターン部近傍における一構成例を模式的に示した図である。
【図１０】図１０は、比較例用試作品のカソードセパレータ板のターン部近傍における一構成例を模式的に示した図である。
【図１１】図１１は、横軸にカソードガス流量比（％）をとり、縦軸に燃料電池の電圧降下量（ｍＶ）をとって、実施例用試作品及び比較例用試作品について、両者の関係を示した図である。
【符号の説明】
【０１８８】
１  ＭＥＡ
２  アノードセパレータ板
３、１０３、２０３  カソードセパレータ板
４  ボルト孔
５  ガス拡散電極
６  高分子電解質膜
６ａ  周縁部
１０  燃料電池
１２Ａ  燃料ガス導入マニフォールド孔
１２Ｂ  燃料ガス排出マニフォールド孔
１３Ａ  酸化剤ガス導入マニフォールド孔
１３Ｂ  酸化剤ガス排出マニフォールド孔
１４Ａ  水導入マニフォールド孔
１４Ｂ  水排出マニフォールド孔
２１  燃料ガス流路溝の集合体
３１  酸化剤ガス流路溝の集合体
３１Ａ、３１Ｅ  １３１Ａ、１３１Ｇ  Ｌ状屈曲部
３１Ｂ〜３１Ｄ、１３１Ｂ〜１３１Ｆ  直線部
３２Ａ〜３２Ｄ、１３２Ａ〜１３２Ｆ  ターン部
３３、１３３  連通溝
３５、１３５  酸化剤ガス流路溝
３６  リブ
３７  頂面
３８、１３８  テーパー部
４０  端板
１００  燃料電池スタック
１０１  燃料ガス流路領域
１０２ 、２０２、３０２  酸化剤ガス流路領域
２０１  電極当接領域
Ｄ１  リブ（および酸化剤ガス流路溝）の幅
Ｄ２  矩形状の連通溝の幅
Ｄ３  楔状の連通溝の一辺
Ｈ  酸化剤ガス流路溝の深さ
Ｋ  等距離流路長
Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４  仮想線
Ｌ１、Ｌ２  連通溝の深さ
Ｍ  点線斜線
Ｐ  交点
Ｓ  ピッチ
Ｗ１  連通溝壁面
Ｗ２  流路溝壁面
【図１】
0005354908.tif 000002
【図２】
0005354908.tif 000003
【図３】
0005354908.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0005354908.tif 000009
【図９】
0005354908.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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